JP5047896B2 - Novel bistrimellitic anhydride esters and polyesterimide precursors obtained from it and diamines - Google Patents

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本発明は、新規なビス無水トリメリット酸エステル類及びそれとジアミンから得られるポリエステルイミド前駆体に関し、詳しくは、1,1−ビス(4−オキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを中心骨格とするビス無水トリメリット酸エステル及びそのようなビス無水トリメリット酸エステル類とジアミンを反応して得られるポリエステルイミド前駆体に関する。   The present invention relates to novel bistrimellitic anhydride esters and polyesterimide precursors obtained from bistrimellitic anhydrides and diamines, and more specifically, mainly 1,1-bis (4-oxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane. The present invention relates to a bis trimellitic anhydride ester as a skeleton and a polyesterimide precursor obtained by reacting such a bis trimellitic anhydride ester with a diamine.

ビス無水トリメリット酸エステル類については、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂の硬化剤、或いはポリエステルイミド樹脂の原料等として用いられてきている。このようなビス無水トリメリット酸エステル類としては、従来、例えば、2,2−ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)のビス無水トリメリット酸エステル化合物(特許文献1)、4,4’−メチレンビスフェノール(ビスフェノールF)、4,4’−(1,3−ジメチルブチリデン)ビスフェノール、4,4’−シクロへキシリデンビスフェノール、中心骨格に芳香環を持つ4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のビス無水トリメリット酸エステル化合物(特許文献2)、4,4’−ビフェノール、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノール、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノールのビス無水トリメリット酸エステル化合物(特許文献3)等が知られている。
また、ポリエステルイミド前駆体については、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トリデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンの無水トリメリット酸エステル化合物とジアミンよりのポリエステルイミド前駆体(特許文献4)などが知られている。
Bis-trimellitic anhydride esters have been used as epoxy resins, polyurethane resin curing agents, polyesterimide resin raw materials, and the like. As such bis trimellitic anhydride esters, for example, bis trimellitic anhydride ester compound of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) (Patent Document 1), '-Methylene bisphenol (bisphenol F), 4,4'-(1,3-dimethylbutylidene) bisphenol, 4,4'-cyclohexylidene bisphenol, 4,4 '-(1 -Phenylethylidene) bisphenol, bistrimellitic anhydride ester compounds such as 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (Patent Document 2) ), 4,4′-biphenol, 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol, 4,4 ′ [1,3-phenylene bis (1-methylethylidene)] bis trimellitic anhydride ester compound of bisphenol (Patent Document 3) are known.
Moreover, about the polyesterimide precursor, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) tridecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane anhydride trimellitic acid ester compound and a polyesterimide precursor from diamine ( Patent Document 4) is known.

しかしながら、近年、特に、ポリエステルイミド樹脂は種々の用途に利用されてきており、その用途によっては、耐熱性等の更なる性能向上が要望されてきている。そこで、本発明者らは原料である無水トリメリット酸エステル化合物について鋭意検討した結果、新規エステル化合物である中心骨格のシクロヘキサン環の特定位置に3つのメチル基が置換した1,1−ビス(4−オキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを中心骨格とするビス無水トリメリット酸エステル、また、それとジアミンから得られるポリエステルイミド前駆体は前記耐熱性等の向上要求に応えるものであることを見出し本発明を完成した。   However, in recent years, particularly, polyesterimide resins have been used for various applications, and depending on the applications, further performance improvements such as heat resistance have been demanded. Therefore, as a result of intensive studies on the trimellitic anhydride ester compound as a raw material, the present inventors have found 1,1-bis (4) in which three methyl groups are substituted at specific positions of the cyclohexane ring of the central skeleton, which is a novel ester compound. -Oxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane bis-trimellitic anhydride ester, and polyester imide precursors obtained from it and diamines meet the demands for improvement in heat resistance and the like. The present invention has been completed.

特開平04−208279号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-208279 特開平08−053436号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-053436 特開平04−029986号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-029986 特開平05−214101号公報JP 05-214101 A

従って、本発明は、耐熱性、機械的強度等の改良されたエポキシ樹脂、ウレタン樹脂或いはポリエステルイミド樹脂等の硬化剤或いは原料等として好適に用いることのできる、新規なビス無水トリメリット酸エステル類を提供すること及びそれとジアミンから得られる新規なポリエステルイミド前駆体を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides novel bis-trimellitic anhydride esters that can be suitably used as curing agents or raw materials for epoxy resins, urethane resins or polyesterimide resins having improved heat resistance and mechanical strength. And a novel polyesterimide precursor obtained from it and a diamine.

本発明では、耐熱性のポリエステルイミド樹脂の原料の無水トリメリット酸エステル化合物として、新規エステル化合物である中心骨格のシクロヘキサン環の特定位置に3つのメチル基が置換した、下記一般式(1)の1,1−ビス(4−オキシフェニル)3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを中心骨格とするビス無水トリメリット酸エステル及び、該化合物とジアミンから得られる下記一般式(2)のポリエステルイミド前駆体を提供するものである。

Figure 0005047896
Figure 0005047896
In the present invention, as a trimellitic anhydride ester compound as a raw material of a heat-resistant polyesterimide resin, three methyl groups are substituted at specific positions of the cyclohexane ring of the central skeleton, which is a novel ester compound, of the following general formula (1) Bis-trimellitic anhydride ester having 1,1-bis (4-oxyphenyl) 3,3,5-trimethylcyclohexane as a central skeleton, and polyesterimide precursor of the following general formula (2) obtained from the compound and diamine Is to provide.
Figure 0005047896
Figure 0005047896

本発明のビス無水トリメリット酸エステル類は、中心骨格のシクロヘキサン環の特定位置に3つのメチル基が置換された構造を有しており、このようなビス無水トリメリット酸エステル類は従来知られていない。さらに前述の先行文献のビス無水トリメリット酸エステル類に比べて有機溶剤への溶解性を維持しつつ、予想を超えて特異的に高い融点、ガラス転移温度を持つことを見出した。本発明によるビス無水トリメリット酸エステル類は、工業的に取り扱いやすく耐熱性の改良されたエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の硬化剤や、ポリイミド樹脂原料として有用である。また、このようなビス無水トリメリット酸エステル類とジアミンから得られるポリエステルイミド前駆体からは、耐熱性ないし機械的強度の優れたポリエステルイミド樹脂が得られる。
その他、対吸水性や光学特性ないし電気特性についても優れた特性が期待できる。
The bis trimellitic anhydride esters of the present invention have a structure in which three methyl groups are substituted at a specific position of the cyclohexane ring of the central skeleton, and such bis trimellitic anhydride esters are conventionally known. Not. Furthermore, it has been found that it has a melting point and glass transition temperature that are specifically higher than expected, while maintaining solubility in organic solvents as compared to the above-mentioned bis-trimellitic anhydride esters of the prior literature. The bis trimellitic anhydride esters according to the present invention are useful as curing agents such as epoxy resins and polyurethane resins which are industrially easy to handle and have improved heat resistance, and as polyimide resin raw materials. Further, a polyesterimide resin excellent in heat resistance and mechanical strength can be obtained from a polyesterimide precursor obtained from such bistrimellitic anhydride esters and diamines.
In addition, excellent properties with respect to water absorption, optical properties, and electrical properties can be expected.

本発明による新規エステル化合物は、下記一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類である。

Figure 0005047896
(式中、R、Rは各々独立して水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシル基、又はフェニル基を示す。)
また、本発明による今ひとつの新規な前駆体化合物は、上記のビス無水トリメリット酸エステル類とジアミンから得られるポリエステルイミド前駆体である。 The novel ester compounds according to the present invention are bis trimellitic anhydride esters represented by the following general formula (1).
Figure 0005047896
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a phenyl group.)
Another novel precursor compound according to the present invention is a polyesterimide precursor obtained from the above bistrimellitic anhydride esters and diamines.

上記一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類において、式中、R、Rは各々独立して水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシル基、又はフェニル基を示す。
、Rにおいて、炭素原子数1〜8のアルキル基としては、好ましくは、炭素原子数1〜4の鎖状または分岐鎖状のアルキル基、又は炭素原子数5〜7のシクロアルキル基である。炭素原子数1〜8のアルキル基として具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
また炭素原子数1〜8のアルコキシル基としては、好ましくは、炭素原子数1〜4の鎖状または分岐鎖状のアルコキシル基、又は炭素原子数5〜7のシクロアルコキシル基である。炭素原子数1〜8のアルコキシル基として具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロペンチルオキシ基等が挙げられる。また、フェニル基には1〜3個のアルキル基が置換していても良い。
式中、R、Rにおいて、好ましいR及びRとしては、R及びRが共に水素原子である場合、又は、片方が水素原子でもう一方がアルキル基である場合である。
In the bistrimellitic anhydride esters represented by the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atom. 8 represents an alkoxyl group or a phenyl group.
In R 1 and R 2 , the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms. It is. Specific examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a cyclohexyl group, and a cyclopentyl group.
The alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferably a linear or branched alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkoxyl group having 5 to 7 carbon atoms. Specific examples of the alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a t-butoxy group, a cyclohexyloxy group, and a cyclopentyloxy group. In addition, 1 to 3 alkyl groups may be substituted on the phenyl group.
In the formula, R 1 and R 2 are preferably R 1 and R 2 when R 1 and R 2 are both hydrogen atoms, or when one is a hydrogen atom and the other is an alkyl group.

従って、上記一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類としては、具体的には、例えば、
1,1−ビス{4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、

Figure 0005047896
Therefore, as the bis trimellitic anhydride esters represented by the general formula (1), specifically, for example,
1,1-bis {4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane,
Figure 0005047896

さらに
1,1−ビス{3−メチル−4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス{3,5−ジメチル−4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ}フェニル−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス{3−エチル−4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス{3−シクロヘキシル−4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス{3−メトキシ−4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス{3−フェニル−4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
等が挙げられる。
Furthermore, 1,1-bis {3-methyl-4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis {3,5-dimethyl-4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy} phenyl-3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis {3-ethyl-4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis {3-cyclohexyl-4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis {3-methoxy-4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis {3-phenyl-4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane,
Etc.

本発明の一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類は、特に、その製造方法は限定されるものではないが、例えば、特開平8−53436号公報記載のように、ビスフェノールと無水トリメリット酸ハライドをアミンの存在下に反応させる方法、或いは、特開2006−206486号公報記載のようにビスフェノールの低級アルカン酸エステルとトリメリット酸無水物を相間移動触媒の存在下にエステル交換する方法と類似の方法により製造することができる。例えば、ビスフェノールと無水トリメリット酸ハライドをアミンの存在下に反応させる方法について具体的に述べると、下記反応式(1)で例示するように、本発明のビス無水トリメリット酸エステル類の中心骨格に対応する、下記一般式(3)で表される1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類と下記一般式(4)で表される無水トリメリット酸ハライドを、3級アミンの存在下、無溶媒又は有機溶媒中にて反応させることにより本発明の一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類を得ることができる。   The production method of the bis trimellitic anhydride ester represented by the general formula (1) of the present invention is not particularly limited. For example, as described in JP-A-8-53436, bisphenol Or trimellitic anhydride halide in the presence of an amine, or a bisphenol lower alkanoic acid ester and trimellitic anhydride ester in the presence of a phase transfer catalyst as described in JP-A-2006-206486 It can be manufactured by a method similar to the replacement method. For example, a method for reacting bisphenol and trimellitic anhydride in the presence of an amine will be specifically described. As exemplified in the following reaction formula (1), the central skeleton of the bistrimellitic anhydride esters of the present invention is used. 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexanes represented by the following general formula (3) and trimellitic anhydride represented by the following general formula (4) Bis trimellitic anhydrides represented by the general formula (1) of the present invention can be obtained by reacting a halide in the presence of a tertiary amine in the absence of a solvent or in an organic solvent.

Figure 0005047896
(一般式(3)中R、Rは一般式(1)のそれと同じである。また、一般式(4)中Xはハロゲン原子を表す。)
Figure 0005047896
(In general formula (3), R 1 and R 2 are the same as those in general formula (1). In general formula (4), X represents a halogen atom.)

上記一般式(3)で表される原料ビスフェノールの1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類としては、具体的には、例えば、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
等が挙げられる。
Specific examples of the raw material bisphenol 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane represented by the general formula (3) include, for example,
1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-bis (3-ethyl-4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane,
Etc.

また、上記一般式(4)で表される今ひとつの原料の無水トリメリット酸ハライドとしては、具体的には、例えば、無水トリメリット酸クロライド、無水トリメリット酸ブロマイド、無水トリメリット酸アイオダイド等が挙げられる。
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類と無水トリメリット酸ハライドの反応において、無水トリメリット酸ハライドは、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類の通常1.5モル倍程度以上を用いるが、好ましくは、1.8〜3.0モル倍の範囲、特に、好ましくは、2.0〜2.5モル倍の範囲で用いられる。反応は、無水トリメリット酸ハライド類と1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類とを有機溶媒中にて、3級アミンの存在下に反応させる。
In addition, as another raw material trimellitic anhydride halide represented by the general formula (4), specifically, for example, trimellitic anhydride chloride, trimellitic anhydride bromide, trimellitic anhydride iodide, etc. Can be mentioned.
In the reaction of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane and trimellitic anhydride, trimellitic anhydride is 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)- Usually, about 1.5 mol times or more of 3,3,5-trimethylcyclohexane is used, preferably in the range of 1.8 to 3.0 mol times, particularly preferably 2.0 to 2.5 mol. Used in the double range. In the reaction, trimellitic anhydride halides and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane are reacted in an organic solvent in the presence of a tertiary amine.

ここに、3級アミン類としては、例えば、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N−メチルジフェニルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、キノリン、アクリジン、ピラジン、イミダゾピリジン等を挙げることができる。特に、ピリジンが好ましく用いられる。これら3級アミン類の使用量は、原料トリメリット酸ハライドに対して、等モル量以上が必要であり、好ましくは1〜1.5倍モルの範囲で用いられる。
反応時の有機溶媒は、3級アミン類を多く用いるなどすることにより、操作上問題がなければ使用しなくてもよいが、有機溶媒を使用することが好ましい。また、有機溶媒としては、反応原料の溶媒となり且つ反応を阻害しないものであれば得に制限はないが、好ましくはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、メチルペンチルケトン、2−オクタノン、2−トリデカノン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、プソイドクメン等の芳香族炭化水素類、エーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸等のカルボン酸類などが挙げられる。これらのうち、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類が好ましく、またこのような溶媒は単独で用いても2種類以上混合して用いても良い。
Examples of the tertiary amines include pyridine, N, N-dimethylaniline, N-methyldiphenylamine, triethylamine, tributylamine, quinoline, acridine, pyrazine, imidazopyridine and the like. In particular, pyridine is preferably used. The amount of these tertiary amines used is required to be an equimolar amount or more with respect to the raw trimellitic acid halide, and is preferably used in the range of 1 to 1.5 times mol.
The organic solvent at the time of reaction may be omitted if there is no problem in operation by using many tertiary amines, but it is preferable to use an organic solvent. The organic solvent is not limited as long as it is a reaction raw material solvent and does not inhibit the reaction, but preferably acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, 3, 3 , 5-trimethylcyclohexanone, methylpentyl ketone, 2-octanone, 2-tridecanone and other ketones, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and other aliphatic hydrocarbons , Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene and pseudocumene, ethers such as ether, diethyl ether and tetrahydrofuran, and carboxylic acids such as acetic acid. Of these, ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone are preferred, and such solvents may be used alone or in admixture of two or more.

有機溶媒の使用量は特に制限はないが、通常、原料ビスフェノール類に対して1〜100重量倍、好ましくは2〜30重量倍、更に好ましくは5〜15重量倍の範囲で用いられる。
反応に際しては、原料である無水トリメリット酸ハライド類と1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類、アミン類及び反応溶媒の反応容器への仕込みの方法や順序については、特に、限定されるものではないが、通常は、トリメリット酸ハライドを溶媒に溶解させ、これを反応容器に仕込み、次いで、これに1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類をアミン類に溶解した溶液を滴下させて反応させるか、或いはトリメリット酸ハライドを溶媒に溶解させ、これを反応容器に仕込み、次いで、これにアミン類を滴下して、先ず、トリメリット酸ハライドのアミン塩を生成させた後、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン類を溶媒に溶解させた溶液を滴下して、反応させる方法が好ましい。
反応温度は、通常−10〜100℃の範囲、好ましくは、−10〜30℃の範囲、更に好ましくは、0〜10℃の範囲である。
Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of an organic solvent, Usually, 1-100 weight times with respect to raw material bisphenol, Preferably it is 2-30 weight times, More preferably, it is used in 5-15 weight times.
In the reaction, the method and sequence of charging the raw trimellitic anhydride halides, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) 3,3,5-trimethylcyclohexane, amines and reaction solvent into the reaction vessel Although there is no particular limitation, generally, trimellitic acid halide is dissolved in a solvent, charged into a reaction vessel, and then added to 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3. , 3,5-trimethylcyclohexane in amines is dropped to react, or trimellitic acid halide is dissolved in a solvent and charged in a reaction vessel, and then amines are dropped into this. First, after forming an amine salt of trimellitic acid halide, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylsilane The Rohekisan acids dropwise a solution dissolved in a solvent, a method of reacting are preferred.
The reaction temperature is usually in the range of −10 to 100 ° C., preferably in the range of −10 to 30 ° C., and more preferably in the range of 0 to 10 ° C.

反応終了後、反応生成混合液から、目的物を得るには、公知の精製方法を用いることができるが、例えば、得られた反応生成混合液に塩酸等の酸水溶液と水を加えて水洗し、アミン塩を含む水層を除去する。水層を分離除去するために必要ならば、メチルイソブチルケトン、トルエン又はエーテル等の水と分離可能な溶媒を加えて溶解した後、水層を分離すると共に油層を水洗する。得られた油層に無水酢酸を添加して開環したテトラカルボン酸の閉環反応を行い、晶析をすることによって結晶を得る。結晶の純度が低い等、必要ならば、晶析または沈殿を1回〜複数回行っても良い。得られた結晶を濾別し、乾燥することによって、本発明のビス無水トリメリット酸エステル類を高純度の結晶性粉末として得ることができる。晶析溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン等の脂肪族ケトン類、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素類があげられる。
前述したように水洗操作等で水と接触させた場合は、目的物のビス無水トリメリット酸エステル類が水と反応し、全部ないし一部が下記一般式(5)のテトラカルボン酸となるが、下記反応式(2)で例示されるように生成したテトラカルボン酸を飽和脂肪族カルボン酸無水物と反応させる等の公知の方法により目的物のビス無水トリメリット酸エステル類を得ることができる。

Figure 0005047896
(一般式(5)中、R、Rは一般式(1)のそれと同じである。) After completion of the reaction, a known purification method can be used to obtain the target product from the reaction product mixture. For example, an acid aqueous solution such as hydrochloric acid and water are added to the obtained reaction product mixture and washed with water. The aqueous layer containing the amine salt is removed. If necessary for separating and removing the aqueous layer, a water-separable solvent such as methyl isobutyl ketone, toluene or ether is added and dissolved, and then the aqueous layer is separated and the oil layer is washed with water. The resulting oil layer is subjected to a ring-closing reaction of tetracarboxylic acid that has been opened by adding acetic anhydride to form crystals by crystallization. If necessary such as low crystal purity, crystallization or precipitation may be performed once to several times. The obtained crystals are separated by filtration and dried to obtain the bis trimellitic anhydride esters of the present invention as high purity crystalline powder. Examples of crystallization solvents include aliphatic ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and diisopropyl ketone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, and benzene, and saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, and cyclohexane. can give.
As described above, when it is brought into contact with water by washing operation or the like, the target bistrimellitic anhydride ester reacts with water, and all or a part thereof becomes a tetracarboxylic acid of the following general formula (5). The target bistrimellitic anhydride ester can be obtained by a known method such as reacting a tetracarboxylic acid produced as exemplified by the following reaction formula (2) with a saturated aliphatic carboxylic acid anhydride. .
Figure 0005047896
(In general formula (5), R 1 and R 2 are the same as those in general formula (1).)

また、本発明による今ひとつの新規な前駆体化合物である、前記一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類とジアミンから得られるポリエステルイミド前駆体(以下、ポリアミック酸とも言う)は下記一般式(2)で表される。

Figure 0005047896
(式中、R、Rは各々独立して水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシル基、又はフェニル基を示し、Aは2価の芳香族基及び/又は脂肪族基を示す。) Further, another novel precursor compound according to the present invention, a polyesterimide precursor (hereinafter, also referred to as polyamic acid) obtained from a bistrimellitic anhydride ester represented by the general formula (1) and a diamine, It is represented by the following general formula (2).
Figure 0005047896
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a phenyl group, and A represents a divalent aromatic group. A group and / or an aliphatic group.)

一般式(2)において、式中、R、Rは一般式(1)のそれと同じである。
また、Aは2価の芳香族基及び又は脂肪族基を示す。2価の芳香族基及び又は脂肪族基であるAは、本発明のポリエステルイミド前駆体を得る製造スキームを示す下記反応式(3)中の下記一般式(6)のジアミン中の2価基Aと同じである。

Figure 0005047896
In the general formula (2), in the formula, R 1 and R 2 are the same as those in the general formula (1).
A represents a divalent aromatic group and / or an aliphatic group. A which is a divalent aromatic group and / or an aliphatic group is a divalent group in the diamine of the following general formula (6) in the following reaction formula (3) showing the production scheme for obtaining the polyesterimide precursor of the present invention. Same as A.
Figure 0005047896

上記反応式(3)において、Aで示される2価の芳香族基及び/又は脂肪族基を含む一般式(6)で示されるジアミンとしては、テトラカルボン酸二無水物である本発明のビス無水トリメリット酸エステル類と反応してポリエステルイミド前駆体を得ることができる芳香族及び/又は脂肪族ジアミンであれば、特に制限はない。   In the above reaction formula (3), the diamine represented by the general formula (6) containing a divalent aromatic group and / or an aliphatic group represented by A may be a tetracarboxylic dianhydride according to the present invention. If it is an aromatic and / or aliphatic diamine which can react with trimellitic anhydride ester and can obtain a polyesterimide precursor, there will be no restriction | limiting in particular.

具体的には例えば、芳香族ジアミンとしては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノキシレン、2,4−ジアミノデュレン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンビス(2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2−エチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジエチルアニリン)、1,3−ビス{1−(4−アミノフェニル)イソプロピル}ベンゼン、1,4−ビス{1−(4−アミノフェニル)イソプロピル}ベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、2,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、4−アミノ−2−メチルフェニル−4’−アミノベンゾエート、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート、ビス(4−アミノ−2−メチルフェニル)テレフタレート、ベンジジン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、o−トリジン、m−トリジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、p−ターフェニレンジアミン、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート、ビス(4−アミノ−2−メチルフェニル)テレフタレート等が挙げられる。   Specifically, for example, aromatic diamines include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodurene, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-methylenebis (2-methylaniline), 4,4′-methylenebis (2-ethylaniline), 4,4′-methylenebis (2,6-dimethylaniline), 4 , 4′-methylenebis (2,6-diethylaniline), 1,3-bis {1- (4-aminophenyl) isopropyl} benzene, 1,4-bis {1- (4-aminophenyl) isopropyl} benzene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether 2,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzanilide 4-aminophenyl-4′-aminobenzoate, 4-amino-2-methylphenyl-4′-aminobenzoate, bis (4-aminophenyl) terephthalate, bis (4-amino-2-methylphenyl) terephthalate, benzidine 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, o-tolidine, m-tolidine, 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3 -Bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) sulfone, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) Sulfone, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) ) Hexafluoropropane, p-terphenylenediamine, bis (4-aminophenyl) terephthalate, bis (4-amino-2-methylphenyl) terephthalate and the like.

また、脂肪族ジアミンとしては、具体的には例えば、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、イソホロンジアミン、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン、シス−1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3,8−ビス(アミノメチル)トリシクロ〔5.2.1.0〕デカン、1,3−ジアミノアダマンタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−プロパンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,7−ヘプタメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン等が挙げられる。このような芳香族乃至脂肪族ジアミンは単独で用いても、又、任意の2種類以上を併用して用いてもよい。   Specific examples of the aliphatic diamine include 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), isophorone diamine, trans-1,4-diaminocyclohexane, cis-1,4-diaminocyclohexane, 1,4- Cyclohexane bis (methylamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 3,8-bis (Aminomethyl) tricyclo [5.2.1.0] decane, 1,3-diaminoadamantane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) hexafluoropropane 1,3-propanediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 1,5-pentamethylenediamine, 1,6-he Sa diamine, 1,7-heptamethylene diamine, 1,8-octamethylene diamine, 1,9-nonamethylenediamine, and the like. Such aromatic or aliphatic diamines may be used alone or in combination of any two or more.

本発明の一般式(2)で表される反復単位を有するポリエステルイミド前駆体は、その製造方法については公知の方法を用いることができる。具体的には例えば、前記一般式(6)で表されるジアミンを重合溶媒に溶解し、これに本発明のビス無水トリメリット酸エステル類(通常は、粉末状である)を徐々に添加し、例えばメカニカルスターラー等を用いて攪拌下に反応させる。反応温度および反応時間は、使用する原料や溶媒等に依存するが、通常、温度0〜100℃の範囲、好ましくは20〜60℃の範囲で0.5〜100時間、好ましくは1〜24時間反応させる。また、反応を促進するために無水溶媒を用いたり、窒素雰囲気下で反応させる態様も好適である。
反応においては、生成する反応混合液中のモノマー濃度は、通常5〜50重量%、特に10〜30重量%の範囲であることが好ましい。このモノマー濃度範囲で重合を行うことにより均一で高重合度のポリイミド前駆体を得ることができる。
As the polyesterimide precursor having a repeating unit represented by the general formula (2) of the present invention, a known method can be used for its production method. Specifically, for example, the diamine represented by the general formula (6) is dissolved in a polymerization solvent, and the bistrimellitic anhydride esters of the present invention (usually in powder form) are gradually added thereto. For example, the reaction is performed with stirring using a mechanical stirrer or the like. The reaction temperature and reaction time depend on the raw materials and solvents used, but are usually in the range of temperature 0-100 ° C, preferably 20-60 ° C, 0.5-100 hours, preferably 1-24 hours. React. Moreover, in order to accelerate | stimulate reaction, the aspect using an anhydrous solvent or making it react in nitrogen atmosphere is also suitable.
In the reaction, the monomer concentration in the resulting reaction mixture is usually 5 to 50% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight. By carrying out polymerization in this monomer concentration range, a polyimide precursor having a uniform and high degree of polymerization can be obtained.

このようにして得られる本発明の一般式(2)で表されるポリエステルイミド前駆体の固有粘度は、用いるビス無水トリメリット酸エステル類及びジアミンにより異なるが、通常、0.1〜20.0dL/gの範囲、好ましくは0.5〜5.0dL/gの範囲である。
本発明の一般式(2)で表されるポリエステルイミド前駆体は、溶媒を含むワニスとして用いてもよく、また、使用用途に応じて固体等他の形態で用いられてもよい。
反応に際し、テトラカルボン酸二無水物としては、本発明のビス無水トリメリット酸エステル類に加えて、他のテトラカルボン酸二無水物を併用して用いてもよい。
The intrinsic viscosity of the polyesterimide precursor represented by the general formula (2) of the present invention thus obtained varies depending on the bistrimellitic anhydride esters and diamines used, but is usually 0.1 to 20.0 dL. / G, preferably 0.5 to 5.0 dL / g.
The polyesterimide precursor represented by the general formula (2) of the present invention may be used as a varnish containing a solvent, or may be used in other forms such as a solid depending on the intended use.
In the reaction, as the tetracarboxylic dianhydride, other tetracarboxylic dianhydrides may be used in combination with the bistrimellitic anhydride esters of the present invention.

このようなテトラカルボン酸二無水物としては、具体的には例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ハイドロキノン−ビス(トリメリテートアンハイドライド)、メチルハイドロキノン−ビス(トリメリテートアンハイドライド)、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。   Specific examples of such tetracarboxylic dianhydride include, for example, aromatic tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. Anhydride, hydroquinone-bis (trimellitic anhydride), methylhydroquinone-bis (trimellitic anhydride), 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4 '-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 2, 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropanoic acid dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propa Dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and the like 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride.

また、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、5−(ジオキソテトラヒドロフリル−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−テトラリン−1,2−ジカルボン酸無水物、テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ−3,3’ ,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。また、このような他のテトラカルボン酸二無水物は2種類以上を併用して用いてもよい。   Further, as the aliphatic tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 5- (dioxotetrahydrofuryl-3) -Methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -tetralin-1,2-dicarboxylic anhydride, tetrahydrofuran-2,3,4 , 5-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3 , 4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, etc. Further, two or more of these other tetracarboxylic dianhydrides may be used in combination.

反応に際し、重合溶媒は用いても用いなくても良いが、操作上用いることが好ましく、その重合溶媒としては、原料のビス無水トリメリット酸エステル類とジアミンに対して適度な溶解度を有し、縮合反応を阻害しないものであれば特に制限されないが、具体的には例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、1-メチル-2-ピロリドン等のアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート溶媒、m−クレゾール、p−クレゾール、3−クロロフェノール、4−クロロフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらのうちN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホオキシド等の非プロトン性溶媒、ジメチルアセトアミドやジメチルホルムアミド、1-メチル-2-ピロリドン等の極性溶媒が好ましく用いられる。
In the reaction, a polymerization solvent may or may not be used, but is preferably used for operation, and the polymerization solvent has an appropriate solubility with respect to the raw material bis trimellitic anhydride esters and diamine, There is no particular limitation as long as it does not inhibit the condensation reaction. Specifically, for example, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 1-methyl-2-pyrrolidone, etc. , Γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone, cyclic ester solvents such as α-methyl-γ-butyrolactone, carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, m-cresol, Phenols such as p-cresol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol Examples thereof include a solvent, acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like.
Of these, aprotic solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, dimethylformamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, etc. A polar solvent is preferably used.

また、このような溶媒と共に他の一般的な有機溶剤を併用して混合溶媒として用いることができる。このような有機溶剤としては、具体的には例えばフェノール、0−クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、2−メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒などを挙げることができる。
また、ポリアミック酸の末端は封止されることもできる。末端封止剤を用いて封止する場合、その末端封止剤としては、例えばフタル酸クロライドおよびその置換体、アミン成分としてはアニリンおよびその置換体が挙げられる。
In addition, other common organic solvents can be used in combination with such a solvent as a mixed solvent. Specific examples of such organic solvents include phenol, 0-cresol, butyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol methyl acetate, 2-methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, tetrahydrofuran, and dimethoxyethane. , Diethoxyethane, dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, xylene, toluene, chlorobenzene, terpene, mineral spirit, petroleum naphtha solvents and the like.
Moreover, the terminal of a polyamic acid can also be sealed. In the case of sealing with an end-capping agent, examples of the end-capping agent include phthalic acid chloride and substituted products thereof, and examples of the amine component include aniline and substituted products thereof.

本発明の一般式(2)で表されるポリアミック酸は、これを熱的に又は脱水環化試薬等を用いて、公知の方法によりイミド化して、下記一般式(7)で表される反復単位を有するポリエステルイミド樹脂とすることができる。

Figure 0005047896
(式中、R、R及びAは一般式(2)のそれと同じである。) The polyamic acid represented by the general formula (2) of the present invention is an iteratively represented by the following general formula (7) by imidizing the polyamic acid thermally or using a dehydrating cyclization reagent or the like by a known method. It can be set as the polyesterimide resin which has a unit.
Figure 0005047896
(In the formula, R 1 , R 2 and A are the same as those in the general formula (2).)

このような上記一般式(7)で表される反復単位を有するポリエステルイミド樹脂としては、具体的には例えば、R,Rが水素原子、アミンが1,3−ビス{1−(4−アミノフェニル)イソプロピル}ベンゼンの場合について下記反応式(4)で示す。

Figure 0005047896
(式中、エステル基の結合位置は、アミド結合に対してメタ位又はパラ位である) Specific examples of the polyesterimide resin having a repeating unit represented by the general formula (7) include, for example, R 1 and R 2 are hydrogen atoms, and amine is 1,3-bis {1- (4 The case of -aminophenyl) isopropyl} benzene is shown by the following reaction formula (4).
Figure 0005047896
(In the formula, the bonding position of the ester group is meta position or para position with respect to the amide bond)

(実施例1)
1,1−ビス{4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンの合成;
還流器及び滴下ロートを備えた1Lの四つ口フラスコに無水トリメリット酸クロライド60.5g(0.297モル)、メチルイソブチルケトン233g、アセトン97gを仕込み、0〜5℃に冷却しながら溶解させた。別に、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン38.8g(0.125モル)、ピリジン29.7g(0.375モル)及びメチルイソブチルケトン38.8gを混合して室温下で溶解させた後、この溶液を滴下ロートで四つ口フラスコに温度0〜5℃を保持しながら2.5時間かけて滴下し、撹拌下に反応を行った。滴下終了後、さらに撹拌下に温度0〜5℃で1時間反応した後、70℃まで温度を上げさらに5時間撹拌下に反応させた。反応終了後、塩酸水と水を添加して撹拌した後、水層を分離した。得られた油層に水を添加して撹拌した後水層を分離する水洗操作を4回繰り返して、生成したピリジン塩酸塩を除去した。その後、水洗時に目的物が開環したテトラカルボン酸を含む油層に無水酢酸48.5g(0.475モル)を加えて温度85〜90℃で1.5時間かけて閉環させた後、室温まで冷却して析出した結晶を濾過することで純度97.8%(ゲル浸透クロマトグラフィー分析による)の白色結晶を得た。原料ビスフェノールに対する収率は74モル%であった。
Example 1
Synthesis of 1,1-bis {4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane;
A 1 L four-necked flask equipped with a reflux condenser and a dropping funnel was charged with 60.5 g (0.297 mol) of trimellitic anhydride chloride, 233 g of methyl isobutyl ketone, and 97 g of acetone, and dissolved while cooling to 0 to 5 ° C. It was. Separately, 38.8 g (0.125 mol) of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 29.7 g (0.375 mol) of pyridine and 38.8 g of methyl isobutyl ketone were obtained. After mixing and dissolving at room temperature, this solution was added dropwise to the four-necked flask with a dropping funnel over 2.5 hours while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., and the reaction was carried out with stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted with stirring at a temperature of 0 to 5 ° C. for 1 hour, then the temperature was raised to 70 ° C. and the mixture was further reacted with stirring for 5 hours. After completion of the reaction, aqueous hydrochloric acid and water were added and stirred, and then the aqueous layer was separated. Water was added to the obtained oil layer and stirred, and then the water washing operation for separating the aqueous layer was repeated 4 times to remove the produced pyridine hydrochloride. Thereafter, 48.5 g (0.475 mol) of acetic anhydride was added to the oil layer containing the tetracarboxylic acid whose target product was ring-opened at the time of washing with water, and the ring was closed at a temperature of 85 to 90 ° C. over 1.5 hours. The crystals precipitated upon cooling were filtered to obtain white crystals having a purity of 97.8% (according to gel permeation chromatography analysis). The yield based on the raw material bisphenol was 74 mol%.

融点;211℃(示差走査熱量測定法による)
1H−NMR分析(400MHz、溶媒:CDCl)

Figure 0005047896
Melting point: 211 ° C. (by differential scanning calorimetry)
1H-NMR analysis (400 MHz, solvent: CD 3 Cl)
Figure 0005047896

Figure 0005047896
Figure 0005047896

(実施例2)
ポリイミド前駆体(ポリアミック酸)の合成;
実施例1で得られた1,1−ビス{4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを有機溶媒を用いて晶析精製をおこない、純度99.0モル%の1,1−ビス{4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン粉状体を得て、これをポリイミド前駆体原料とした。
次いで、窒素置換した300mlの四つ口フラスコに1,3−ビス{1−(4−アミノフェニル)イソプロピル}ベンゼン6.89g(0.020モル)、N−メチルピロリドン120.3gを仕込み、温度30℃で溶解させた。その後、窒素雰囲気下に温度30℃に保持しながら前記粉状体の1,1−ビス{4−(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−イルカルボニルオキシ)フェニル}−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン13.2g(0.020モル)を30分かけて添加した。添加終了後、温度30℃で18時間、撹拌下に反応を行った。反応終了後、得られた反応液をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)にて分析するとポリマー分子量は22410(ポリスチレン換算値)だった。またその反応液の粘度を測定すると8.0ポアズだった。
また、得られた重合体はGPC分析より、下記化学式で表される目的物のポリイミド前駆体であることを確認した。

Figure 0005047896
(式中、エステル基の結合位置は、アミド結合に対してメタ位又はパラ位を表す) (Example 2)
Synthesis of polyimide precursor (polyamic acid);
1,1-bis {4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3,3,5-trimethylcyclohexane obtained in Example 1 was used as an organic solvent. 1,1-bis {4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl} -3, having a purity of 99.0 mol%, 3,5-Trimethylcyclohexane powder was obtained and used as a polyimide precursor raw material.
Next, 6.89 g (0.020 mol) of 1,3-bis {1- (4-aminophenyl) isopropyl} benzene and 120.3 g of N-methylpyrrolidone were charged into a nitrogen-substituted 300 ml four-necked flask at a temperature of It was dissolved at 30 ° C. Thereafter, the powdery 1,1-bis {4- (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl}-was maintained while maintaining the temperature at 30 ° C. in a nitrogen atmosphere. 13.3 g (0.020 mol) of 3,3,5-trimethylcyclohexane was added over 30 minutes. After completion of the addition, the reaction was performed with stirring at a temperature of 30 ° C. for 18 hours. After completion of the reaction, the obtained reaction solution was analyzed by GPC (gel permeation chromatography), and the polymer molecular weight was 22410 (polystyrene equivalent value). The viscosity of the reaction solution was measured to be 8.0 poise.
Moreover, it confirmed that the obtained polymer was the polyimide precursor of the target object represented by following Chemical formula from GPC analysis.
Conversion
Figure 0005047896
(In the formula, the bonding position of the ester group represents the meta position or the para position with respect to the amide bond)

(比較例1)
実施例1において、原料ビスフェノールを(1)1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンに代えて、(2)1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサン、(3)2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)を用いた以外は実施例1と同様にして、ビス無水トリメリット酸ビスフェノールエステル(2)、(3)を合成し、その化合物物性を下記表2に比較した。
これより、本発明に係るビス無水トリメリット酸エステル(1)は、高い融点、ガラス転移点を示し、しかも溶媒への溶解性も良好である。
(Comparative Example 1)
In Example 1, instead of (1) 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, (2) 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)- Bis-trimellitic anhydride bisphenol esters (2) and (3) were synthesized in the same manner as in Example 1 except that cyclohexane and (3) 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) were used. The compound physical properties were compared in Table 2 below.
Thus, the bis trimellitic anhydride ester (1) according to the present invention exhibits a high melting point and a glass transition point, and also has good solubility in a solvent.

Figure 0005047896
Figure 0005047896
溶解度測定方法;
各化合物10.0gに溶媒10.0gを加えて、撹拌下に90℃(テトラヒドロフランの場合は30℃)に昇温し、同温度で2分間溶解させた後、結晶が完全に溶解しているか確認した。結晶が溶け残っていたので、溶媒10.0gを追加して同様の操作で溶解させた。その後、結晶が完全に溶解するまで、溶媒を追加して同様の操作を行った。化合物が完全に溶解した時点の全溶媒量より溶解度を算出した。
ガラス転移温度測定方法:
示差走査熱量計において各化合物の結晶の融点より20℃高い温度まで昇温して、融解させた後、冷却し、更に、その後、加熱して、ガラス転移点を測定した。この際の測定条件は、測定開始温度40℃、測定終了温度融点+20℃、加熱速度10.0℃/分とした。
Figure 0005047896
Figure 0005047896
Solubility measurement method;
After 10.0 g of solvent is added to 10.0 g of each compound, the temperature is raised to 90 ° C. (30 ° C. in the case of tetrahydrofuran) with stirring, and after dissolving for 2 minutes at the same temperature, is the crystal completely dissolved? confirmed. Since crystals remained undissolved, 10.0 g of solvent was added and dissolved by the same operation. Thereafter, the same operation was performed by adding a solvent until the crystals were completely dissolved. Solubility was calculated from the total amount of solvent when the compound was completely dissolved.
Glass transition temperature measurement method:
In a differential scanning calorimeter, the temperature was raised to a temperature 20 ° C. higher than the melting point of the crystals of each compound, and after melting, the mixture was cooled and then heated to measure the glass transition point. The measurement conditions at this time were a measurement start temperature of 40 ° C., a measurement end temperature melting point of + 20 ° C., and a heating rate of 10.0 ° C./min.

Claims (2)

下記一般式(1)で表されるビス無水トリメリット酸エステル類。
Figure 0005047896
(式中、R、Rは各々独立して水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシル基、又はフェニル基を示す。)
Bis-trimellitic anhydride esters represented by the following general formula (1).
Figure 0005047896
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a phenyl group.)
下記一般式(2)で表される反復単位を有するポリエステルイミド前駆体。
Figure 0005047896
(式中、R、Rは各々独立して水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシル基、又はフェニル基を示し、Aは2価の芳香族基及び/又は脂肪族基を示し、エステル基の結合位置は、アミド結合に対してメタ位またはパラ位を表す。)
The polyesterimide precursor which has a repeating unit represented by following General formula (2).
Figure 0005047896
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a phenyl group, and A represents a divalent aromatic group. Group and / or aliphatic group, and the bonding position of the ester group represents the meta position or the para position with respect to the amide bond.)
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